Πίνακας περιεχομένων:
Βίντεο: "Η Πρέβεζα από ψηλά"...η εναλλακτική πρόταση 2025
Η χρήση σιδήρου από τον άνθρωπο χρονολογείται περίπου 5000 χρόνια. Είναι το δεύτερο πιο άφθονο μεταλλικό στοιχείο στο φλοιό της γης και χρησιμοποιείται κυρίως για την παραγωγή χάλυβα, ενός από τα πιο σημαντικά δομικά υλικά στον κόσμο.
Ιδιότητες
- Ατομικό σύμβολο: Fe
- Ατομικός αριθμός: 26
- Στοιχείο Κατηγορία: μεταβατικό μέταλλο
- Πυκνότητα: 7,874 g / cm3
- Σημείο τήξης: 2800 ° F (1538 ° C)
- Σημείο ζέσεως: 5182 ° F (2862 ° C)
- Hardness του Moh: 4
Χαρακτηριστικά
Ο καθαρός σίδηρος είναι ένα ασημένιο μέταλλο που μεταφέρει θερμότητα και ηλεκτρική ενέργεια. Ο σίδηρος είναι υπερβολικά αντιδραστικός ώστε να υπάρχει μόνος του, οπότε εμφανίζεται μόνο φυσικά στο φλοιό της γης ως μεταλλεύματα σιδήρου, όπως αιματίτης, μαγνητίτης και siderite.
Ένα από τα χαρακτηριστικά αναγνώρισης του σιδήρου είναι ότι είναι έντονα μαγνητικό. Εκθέτοντας σε ένα ισχυρό μαγνητικό πεδίο, οποιοδήποτε κομμάτι σιδήρου μπορεί να μαγνητιστεί. Οι επιστήμονες πιστεύουν ότι ο πυρήνας της γης αποτελείται από περίπου 90% σίδηρο. Η μαγνητική δύναμη που παράγεται από αυτό το σίδερο είναι αυτό που δημιουργεί τους μαγνητικούς βόρειους και νότιους πόλους.
Ιστορία
Ο σίδηρος αρχικά ανακαλύφθηκε και εξήχθη ως αποτέλεσμα της καύσης του ξύλου πάνω από τα μεταλλεύματα που περιέχουν σίδηρο. Ο άνθρακας μέσα στο ξύλο θα είχε αντιδράσει με το οξυγόνο στο μετάλλευμα, αφήνοντας ένα μαλακό, ελατό μεταλλικό σίδηρο. Η τήξη σιδήρου και η χρήση σιδήρου για την κατασκευή εργαλείων και όπλων άρχισαν στη Μεσοποταμία (σημερινό Ιράκ) μεταξύ 2700 και 3000 π.Χ. Κατά τα επόμενα 2000 χρόνια, η γνώση της τήξης σιδήρου εξαπλώθηκε ανατολικά στην Ευρώπη και την Αφρική κατά τη διάρκεια μιας περιόδου γνωστής ως Εποχή του Σιδήρου.
Από τον 17ο αιώνα, έως ότου ανακαλύφθηκε μια αποδοτική μέθοδος παραγωγής χάλυβα στα μέσα του 19ου αιώνα, ο σίδηρος χρησιμοποιείται ολοένα και περισσότερο ως δομικό υλικό για την κατασκευή πλοίων, γεφυρών και κτιρίων. Ο πύργος του Άιφελ, που κατασκευάστηκε το 1889, κατασκευάστηκε με πάνω από 7 εκατομμύρια κιλά σφυρήλατου σιδήρου.
Σκουριά
Το πιο ενοχλητικό χαρακτηριστικό του σιδήρου είναι η τάση του να σχηματίζει σκουριά. Η σκουριά (ή το οξείδιο του σιδήρου) είναι μια καφέ, εύθρυπτη ένωση που παράγεται όταν ο σίδηρος εκτίθεται σε οξυγόνο. Το αέριο οξυγόνο που περιέχεται στο νερό επιταχύνει τη διαδικασία διάβρωσης. Ο ρυθμός σκουριάς - πόσο γρήγορα ο σίδηρος μετατρέπεται σε οξείδιο του σιδήρου - καθορίζεται από την περιεκτικότητα σε οξυγόνο του νερού και την επιφάνεια του σιδήρου. Το αλατισμένο νερό περιέχει περισσότερο οξυγόνο από το γλυκό νερό, γι 'αυτό το αλμυρό νερό σκουριώνει σίδηρο πιο γρήγορα από το γλυκό νερό.
Η σκουριά μπορεί να προληφθεί με την επικάλυψη του σιδήρου με άλλα μέταλλα που είναι χημικά πιο ελκυστικά για το οξυγόνο, όπως ο ψευδάργυρος (η διαδικασία επίστρωσης σιδήρου με ψευδάργυρο αναφέρεται ως «γαλβανισμό»). Ωστόσο, η πιο αποτελεσματική μέθοδος προστασίας από τη σκουριά είναι η χρήση χάλυβα.
Ατσάλι
Ο χάλυβας είναι κράμα σιδήρου και διάφορα άλλα μέταλλα, τα οποία χρησιμοποιούνται για τη βελτίωση των ιδιοτήτων (αντοχή, αντοχή στη διάβρωση, αντοχή στη θερμότητα κλπ.) Από σίδηρο. Η αλλαγή του τύπου και της ποσότητας των στοιχείων που είναι κράματα σιδήρου μπορεί να παράγει διαφορετικούς τύπους χάλυβα.
Οι πιο συνηθισμένοι χάλυβες είναι:
- Οι χάλυβες άνθρακα, οι οποίοι περιέχουν μεταξύ 0,5 και 1,5% άνθρακα. Αυτοί είναι οι πιο συνηθισμένοι χάλυβες και χρησιμοποιούνται για σώματα αυτοκινήτων, κύτη πλοίων, μαχαίρια, μηχανήματα και όλα τα είδη δομικών υποστηρίξεων.
- Χάλυβες χαμηλού κράματος, οι οποίοι περιέχουν 1-5% άλλα μέταλλα (συχνά νικέλιο ή βολφράμιο). Ο νικελίου χάλυβας μπορεί να αντέξει υψηλά επίπεδα έντασης και έτσι συχνά χρησιμοποιείται στην κατασκευή γεφυρών και για την κατασκευή αλυσίδων ποδηλάτων. Οι χάλυβες βολφραμίου διατηρούν το σχήμα και την αντοχή τους σε περιβάλλοντα υψηλής θερμοκρασίας και χρησιμοποιούνται σε περιστροφικές εφαρμογές, όπως τρυπάνια.
- Οι χάλυβες υψηλής αντοχής, που περιέχουν 12-18% άλλων μετάλλων, χρησιμοποιούνται μόνο σε εφαρμογές ειδικών λόγω του υψηλού κόστους τους. Ένα παράδειγμα χάλυβα υψηλής αντοχής είναι ο ανοξείδωτος χάλυβας, ο οποίος συχνά περιέχει χρώμιο και νικέλιο, αλλά μπορεί να αλείρεται και με διάφορα άλλα μέταλλα. Ο ανοξείδωτος χάλυβας είναι πολύ ανθεκτικός και ιδιαίτερα ανθεκτικός στη διάβρωση.
Παραγωγή σιδήρου
Το μεγαλύτερο μέρος του σιδήρου παράγεται από μεταλλεύματα που βρίσκονται κοντά στην επιφάνεια της γης. Οι σύγχρονες τεχνικές εκχύλισης χρησιμοποιούν υψικαμίνους, οι οποίοι χαρακτηρίζονται από τις ψηλές στοίβες τους (δομές που μοιάζουν με καπνοδόχους). Ο σίδηρος χύνεται στις στοίβες μαζί με τον οπτάνθρακα (ανθρακούχο άνθρακα) και τον ασβεστόλιθο (ανθρακικό ασβέστιο). Σήμερα, το σιδηρομετάλλευμα διέρχεται συνήθως μια διαδικασία συσσωμάτωσης πριν εισέλθει στη στοίβα. Αυτή η διαδικασία σχηματίζει κομμάτια μετάλλων που είναι μεταξύ 10-25mm, τα οποία στη συνέχεια αναμειγνύονται με οπτάνθρακα και ασβεστόλιθο.
Το συσσωματωμένο μεταλλεύμα, ο οπτάνθρακας και ο ασβεστόλιθος χύνεται έπειτα στη στοίβα όπου καίει σε θερμοκρασίες 1800 ° C. Ο οπτάνθρακας καίει ως πηγή θερμότητας και, μαζί με το οξυγόνο που εισέρχεται στον κλίβανο, συμβάλλει στη διαμόρφωση του μονοξειδίου του άνθρακα του αναγωγικού αερίου. Ο ασβεστόλιθος αναμιγνύεται με ακαθαρσίες στο σίδηρο για να σχηματίσει σκωρία. Η σκωρία είναι ελαφρύτερη από το τετηγμένο σιδηρομετάλλευμα, έτσι ανυψώνεται στην επιφάνεια και μπορεί εύκολα να αφαιρεθεί. Ο καυτός σίδηρος χύνεται στη συνέχεια σε καλούπια για την παραγωγή χυτοσιδήρου ή απευθείας παρασκευασμένο για παραγωγή χάλυβα.
Ο χυτοσίδηρος περιέχει ακόμη μεταξύ 3,5-4,5% άνθρακα, μαζί με άλλες ακαθαρσίες, είναι εύθραυστο και δύσκολο να εργαστεί με. Χρησιμοποιούνται διάφορες μέθοδοι για τη μείωση των ακαθαρσιών φωσφόρου και θείου στο χυτοσίδηρο για την παραγωγή χυτοσιδήρου. Ο σφυρήλατος σίδηρος, ο οποίος περιέχει λιγότερο από 0,25% άνθρακα, είναι σκληρός, εύκαμπτος και εύκολα συγκολλημένος, αλλά είναι πολύ πιο επιδεκτικός και δαπανηρός για να παράγει από χάλυβα χαμηλής περιεκτικότητας σε άνθρακα.
Το 2010, η παγκόσμια παραγωγή σιδηρομεταλλεύματος ήταν περίπου 2,4 δισεκατομμύρια τόνοι. Η Κίνα, ο μεγαλύτερος παραγωγός, αντιπροσώπευε περίπου το 37,5% της συνολικής παραγωγής, ενώ άλλες μεγάλες χώρες παραγωγής περιλαμβάνουν την Αυστραλία, τη Βραζιλία, την Ινδία και τη Ρωσία.
Εφαρμογές
Ο σίδηρος ήταν κάποτε το κύριο δομικό υλικό, αλλά από μακρού αντικαταστάθηκε από χάλυβα στις περισσότερες εφαρμογές. Παρ 'όλα αυτά, ο χυτοσίδηρος εξακολουθεί να χρησιμοποιείται σε σωλήνες και για την κατασκευή εξαρτημάτων αυτοκινήτων, όπως κεφαλές κυλίνδρων, κυλινδρικά κιβώτια και κιβώτια ταχυτήτων. Ο σφυρήλατος σίδηρος εξακολουθεί να χρησιμοποιείται για την παραγωγή ειδών οικιακής διακόσμησης, όπως ράφια κρασιού, κερί και κουρτινόξυλα.
βιβλιογραφικές αναφορές
Οδός, Άρθουρ. & Alexander, W. Ο. 1944. Μέταλλα στην υπηρεσία του ανθρώπου . 11η έκδοση (1998).Ο Διεθνής Σύνδεσμος Χυτοσίδηρου.Πηγή: www.pigiron.org.ukUSGS. Περιλήψεις ορυκτών εμπορευμάτων: Σίδηρος και χάλυβας (2011).Πηγή: http://minerals.usgs.gov/minerals/pubs/commodity/iron_&_steel
Ιδιότητες, ιστορία, παραγωγή και χρήσεις του βορίου μετάλλου
Μια ματιά στο βόριο - ένα εξαιρετικά σκληρό, ευπροσάρμοστο και ανθεκτικό στη θερμότητα ημίμετρο - και τις ιδιότητές του, την ιστορία και την παραγωγή του, καθώς και τις σύγχρονες χρήσεις.
Προφίλ μετάλλου: ιδιότητες και χαρακτηριστικά σιδήρου
Τι είναι ο σίδηρος; Η χρήση σιδήρου από τον άνθρωπο χρονολογείται περίπου 5000 χρόνια. Είναι το δεύτερο πιο άφθονο μεταλλικό στοιχείο στο φλοιό της γης.
Οι ιδιότητες και οι χρήσεις του μετάλλου ψευδαργύρου
Ρίξτε μια ματιά στις φυσικές ιδιότητες, στο ιστορικό, στις πληροφορίες αγοράς, στα κοινά κράματα και σε άλλα ενδιαφέροντα γεγονότα σχετικά με το μέταλλο ψευδαργύρου.